Marignane est située au sud-est de l’étang de Berre, dans une plaine anciennement marécageuse bordée au sud par la chaîne de l’Estaque et à l’est par le plateau de l’Arbois.
Une langue de terre (lido du Jaï) sépare les deux étangs de Berre et du Bolmon.
La commune est traversée d’est en ouest par le ruisseau de la Cadière et son affluent le Raumartin, ainsi que par le canal de Marseille au Rhône, communément appelé « canal du Rove ».
Le seul relief est un petit plateau, nommé la Colline Notre-Dame, qui culmine à 80 mètres d’altitude, à l’est de la commune.
